含风光储的城市微电网优化配置

多种能源互补的微电网供电模式是解决未来能源问题的有效途径之一。根据风、光等分布式发电的特点,结合储能系统的特点,提出了独立微电网的典型结构和系统运行策略。在此基础上,提出了含风/光/储的微电网电源容量优化配置模型,建立了含设备成本等年值与年运行费用以及可再生能源利用率的目标函数,采用多目标非支配排序遗传算法进行求解。以某地区独立微电网为例,验证了所提优化方法的有效性,为独立海岛微电网的优化配置提供了理论依据和技术支撑。     

基于多目标的独立微电网优化设计方法

针对典型带海水淡化负荷的风光柴储互补独立微电网,提出了考虑全寿命周期净费用、可再生能源利用率以及污染物排放水平的多目标优化设计模型。在既定控制策略下,采用十进制最优保留遗传算法进行求解,获得微电网中分布式电源和储能系统的容量优化配置。对某独立海岛微电网进行优化设计,并与微电网优化软件HOMER计算结果进行比较,结果表明所提出的优化设计方法更加合理、可行。     

独立风/光/储混合微电网多目标电源容量优化配置

海岛和偏远地区远离大电网,但可再生能源丰富,采用含风力、光伏等可再生能源的独立微电网供电是解决其电力紧缺的重要手段。为了充分利用可再生能源及更好地满足海岛和偏远地区电力用户需求,提出独立风/光/储微电网电源容量配置的多目标优化模型,该模型以电源总成本、负荷缺电率、电能浪费率、风/光输出功率波动率4个指标最小为目标函数,并采用具有自适应交叉和变异操作的改进遗传算法进行求解。对某海岛独立微电网,考虑了单峰和多峰2种日负荷特性校验所提出模型和方法的有效性。仿真结果表明:采用该方法可获得多个可行优化方案,便于决策者根据实际规划目标需要进行选择;当负荷缺电率降低时,电源总成本、能量浪费倍率和风/光输出功率波动率均增大;在负荷缺电率相同的情况下,用该方法获得的方案在电能浪费率和风/光输出功率波动率方面均优于HOMER软件配置方案。     

基于100%绿色能源供电目标的海岛微电网群容量优化配置

针对常规化石燃料机组在解决海岛供能时带来的环境污染问题,该文以100%的可再生能源发电满足海岛负荷需求为目标,探讨基于100%绿色能源供电的海岛微电网群优化配置问题。首先,构建由不同功能类型的微电网组成的海岛微电网群,并制定其100%可再生能源供电的运行规则和相应的协调控制策略;然后,根据蓄电池、抽水蓄能电站的运行特性提出以储能装置运行成本最小化为目标的运行成本动态优化策略,以使总成本最小化;最后,通过NSGA-Ⅱ算法求解不同场景下的容量优化配置模型,并分析可再生能源发电和负荷波动的不确定性对优化配置结果的影响。算例结果表明,所提的海岛微电网群优化配置模型能够在满足经济可靠性的要求下,实现100%绿色能源供电的目标,为发展"生态友好型"海岛微电网提供工程参考。     

风电海水淡化孤立微电网的运行与控制

大型离网风机与高耗能的海水淡化装置联合运行将是未来淡水清洁生产技术的开发方向之一。首先根据海水淡化的负荷特性及风电的运行特性,分析含风电、储能、海水淡化负荷的孤立微电网的运行模式及控制方案。在此基础上,根据风速历史数据,计算机组出力及风功率波动的概率分布,提出风电、储能和海水淡化装置的容量配置方案以及孤立微电网协调运行的控制策略,进而提高系统经济效益和安全稳定运行能力。最后基于PXI+c RIO的仿真试验系统搭建某地区海岛微电网,针对风电海水淡化孤立系统不同运行工况进行实时仿真,验证了所提控制策略的可行性。     

计及可时移负荷的海岛微网电源优化配置

优化配置分布式电源容量,提高供电可靠性和经济性是微网规划的关键问题。文中在海岛微网规划中加入海水淡化类可时移负荷,以便更好地跟踪可再生能源发电,并解决海岛淡水需求困难。根据海岛用户年负荷需求和供电可靠性要求,结合不同岛屿气象条件、地理位置情况、海水淡化需求,构建风/光/储/柴等多类电源组合,采用混沌自由搜索算法,得到海岛微网分布式电源容量的最优配置方案,并用Matlab编程实现。结果表明,海水淡化类可时移负荷的加入可降低海岛微网优化配置方案的投资冗余度,使资源利用最大化。在算法收敛特性及最优解求解两个指标中,与传统优化算法进行对比,证明了混沌自由搜索算法在快速收敛特性和全局寻优方面具有明显的优势。     

考虑源-荷不确定性的水风柴微电网优化配置

水、风资源和负荷不确定性影响微电网配置方案的经济性和鲁棒性。文中提出一种考虑源-荷不确定性的并网型水/风/柴微电网双层优化规划模型。上层优化为微电网电源容量优化配置模型;下层优化为考虑了小水电、小风电及负荷功率不确定性的微电网优化运行模型,并利用Seng-Cheol Kang提出的鲁棒线性优化理论(SCK型鲁棒线性优化)将不确定性模型转化为确定性模型。然后,结合含精英策略的快速非支配性排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)和混合整数线性规划(MILP)求解微电网的多目标优化配置问题。最后,以韶关地区某实际配电系统为例进行仿真验证,结果表明该模型不仅提高了微电网的鲁棒性,而且保证了配置方案的经济性及供电可靠性。     

风/光/储微电网混合储能系统容量优化配置

储能系统容量优化配置是降低微电网成本的有效措施之一。文中提出一种含氢储能和蓄电池混合储能系统的风/光/储并网型微电网结构,综合考虑微电网系统运行的经济性及环境效益,以总净现值成本TNPC最小为目标函数,以可再生能源利用率和负荷缺失率为评价指标,建立所提微电网容量优化配置模型。基于HOMER Pro软件设计算例,对优化问题进行求解,并将优化结果与微电网储能传统方式作对比,验证了所提方法的经济性和实用性,为风/光/储微电网储能容量优化配置提供参考。     

含海水淡化系统的海岛微电网经济运行优化

针对海岛供电供水困难的现状,将海水淡化系统引入到微电网中,解决海岛居民的水电供应问题。针对微电网经济运行优化算法容易陷入局部最优的问题,将遗传算法中的小生境种群策略引入粒子群算法中,提出了一种改进小生境粒子群算法,对学习因子进行异步变化调整,对惯性权重进行指数递减,改善了算法寻优性能。以考虑海水淡化经济收益的孤立微电网系统经济运行成本最低为目标,建立数学优化模型,以改进算法进行优化计算,分别与标准粒子群算法计算结果以及不考虑海水淡化系统的微电网经济运行优化结果进行对比,验证了引入海水淡化系统可提高系统的经济性,所提改进算法具有良好的寻优能力。     

基于季节性负载缺电概率比的独立微电网容量优化配置

供电可靠性和经济性是独立微电网系统容量优化配置中的关键问题,需要结合当地的天气状况和自然资源对微电网系统的容量进行优化设计,选取最优的容量配置方案.提出一种基于季节性负载缺电概率比的独立微电网系统容量优化配置方法,该方法考虑可再生能源季节性分布特点,在全年负载缺电率基础上引入季节性负载缺电概率比,并将其作为供电可靠性约束条件,以微电网系统年度平均成本最小为优化目标,利用遗传算法求解各发电单元的最优容量配置.结果表明,引入季节性负载缺电概率比后,系统根据可再生能源季节性分布特点进行最优配置,提高了微电网系统供电的可靠性,可以为含风光柴储的独立微电网容量优化配置提供参考.     

含海洋能发电的海岛微网源荷储容量优化配置研究

为了提高风能、太阳能和海洋能等可再生能源的利用率,并保证远洋海岛淡水供给,合理地配置微网的源荷储容量是海岛微网建设的关键。结合海岛特有的源荷特点,针对海岛微网源荷储容量配置所面临的问题,文中提出了一种含海洋能发电的远洋海岛微网源荷储容量优化配置方法。分析典型海岛微网结构,并建立波浪能、潮汐能及海水淡化等海岛特有的源荷模型;根据远洋海岛源荷运行特性,将外层容量配置优化和内层运行成本优化相结合,提出海岛微网源荷储容量配置的双层优化模型;考虑供电可靠性和居民用水需求,基于构建的海岛微网协调运行控制策略,利用粒子群算法对双层优化模型进行求解。算例分析表明,文中提出的优化配置方法可以更加合理地实现海岛源荷储容量配置,为未来远洋海岛微网建设提供理论依据和技术支撑。     

考虑不同蓄电池SOC状态的风/储/海水淡化孤立微电网能量管理系统设计

风电海水淡化孤立微电网能量管理系统对风能的利用、淡水资源的供给及微电网稳定经济运行具有重要意义.首先建立了含风机、海水淡化、柴油发电机及蓄电池、超级电容器混合储能的孤立微电网模型,其次,在微电网稳定运行的基础上,考虑深充深放与浅充浅放对蓄电池损害的不同及海水淡化负荷的可控性,根据蓄电池在不同SOC、不同充放电功率情况下的寿命损耗,结合海水淡化产水收益,建立微电网经济运行模型,进而根据微电网经济运行目标得到长时间尺度下的能量管理方案.最后根据具体风速数据进行算例分析,得到孤立微电网系统采用能量管理方案运行24 h,系统收益为95.61元,不采用能量管理时,系统收益为92.81元,验证了所提策略的正确性、可行性和经济性.该策略可以提高微电网运行的经济效益.     

基于PSO的并网微电网优化运行

针对微电网并网运行下的优化运行问题,综合考虑含微电网经济成本、环境成本及微电网与大电网交易成本,使系统的总运行成本最低,建立了微电网多目标优化模型。考虑并网微电网运行约束条件,采用粒子群算法对模型进行求解,实现对各微电源负荷的优化分配。以某地的实际数据为例,对所提模型进行仿真,验证了提出的负荷优化调度模型可有效降低发电的综合成本。     

含可再生能源的独立微电网优化配置研究

采用含风、光等可再生能源的独立微电网供电是解决偏远地区和海岛用电难问题的有效手段之一。以某海岛为例,对含可再生能源的独立微电网系统进行系统配置优化计算,对不同配置组合以及影响系统配置和运行参数的因素进行分析,得出独立微电网系统设计的关键因子及其具体影响,为独立微电网系统初期设计提供了有益的指导和参考。     

独立型微电网源荷协调配置优化

独立型微电网需要支持多种电源和多种负荷高效稳定的组网运行。针对源荷双侧的不确定性,提出一种通过源端模型和负荷端模型迭代协调达到系统综合成本最小化的优化配置方法。在源端,根据用户负荷,考虑供电可靠性和可再生能源利用率,以等年值成本最小为目标函数,对多电源容量进行优化配置并提出电源出力最优调度策略。对于负荷端,利用模糊隶属度函数对峰谷时段进行动态划分,根据电力需求价格弹性模型,以电力负荷与可再生能源发电功率的差值绝对值和最小为目标函数,对动态分时下的峰谷电价进行优化,计算用户需求响应后的负荷。源荷模型交替迭代,得到风光柴储多能系统综合成本最小化的最优解。对某海岛微电网进行仿真研究的结果表明,该优化模型能够提高可再生能源配置容量和渗透率,缓解弃电现象,减轻柴油发电机和蓄电池的工作压力,在保证供电可靠性和用户利益的同时增加微电网的经济效益和环保效益。     

含电动汽车充电负荷的交直流混合微电网规划

目前分布式电源和家用电动汽车接入量越来越大,而负荷容量的增长和负荷种类的增多使得原有交流微电网已经不能支撑新增负荷需求,建立能够满足多种需求的新型微电网系统势在必行。围绕包含风电、光伏、储能电池和电动汽车的交直流混合微电网系统的优化配置问题,建立了考虑综合约束条件下含电动汽车有序充电的交直流混合微电网多目标规划模型:以降低优化配置成本和减小负荷波动为目标,应用CPLEX优化软件求解。算例比较了含电动汽车的交直流混合微电网与交流微电网优化配置的差异,研究了电动汽车有序充电以及新建交直流混合微电网与原微电网交互对优化配置的影响,验证了所提出方法的合理性和有效性。     

考虑电动汽车调度的微电网混合储能容量优化配置

在微电网中适当的储能配置方案能保证微电网运行的经济性和可靠性。在考虑分布式电源的建设成本、运行维护成本、回收成本、环境成本和能源短缺补偿成本的基础上,提出了一种含电动汽车调度的微电网混合储能容量优化配置策略。该策略在考虑了不同种类储能设施和负荷的基础上,通过对系统出力和负荷的协调来构建经济适用的混合储能系统。并在满足重要负荷和一般负荷的供电可靠性基础上,采用人工蜂群算法得到最优的储能容量配置。最后,以一个具有20年使用寿命的微电网项目来进行对比分析,结果验证了所提优化配置方法的有效性。     

计及重要负荷的工业光伏微电网储能优化配置

工业光伏微电网配置储能时需考虑其负荷特性,在保证供电可靠性的前提下最大化提升光伏利用率。在详细分析工业重要负荷的运行特性和启动冲击特性基础上,结合工业分时电价机制,给出了适合工业微电网的储能系统充放电策略。进而以光伏利用率最大和年净利润最大为目标,构建了工业光伏微电网的储能容量优化配置的多目标优化模型,并采用NSGA-II算法对所建模型进行求解。将优化方法应用于广东某实际工业光伏微电网中,结果表明经过优化的储能系统可在离网情况下保证系统中重要负荷的稳定运行,在并网运行时促进光伏的就地消纳。     

离网型海岛综合能源微电网架构设计与实现

传统的海岛微电网能源形式单一,考虑柔性负荷参与能量调节较少,网架结构简单。设计海岛综合能源微电网功能架构,充分利用波浪能、风能、太阳能等清洁能源,通过虚拟同步发电机技术提高分布式能源发电的稳定性,以能源路由器作为控制核心,灵活调节海水淡化装置、电转气装置等柔性负荷,实现源荷互动控制,研究能源路由器、虚拟同步发电机、源荷互动、信息物理融合系统在海岛微电网中的实现方式,并应用到车牛山岛微电网示范工程。     

考虑微电网供电潜力的配电网孤岛划分

针对含微电网的配电网发生故障后恢复供电的孤岛划分问题,提出考虑微电网供电潜力的配电网多目标孤岛划分优化模型。首先提出了考虑微电网内间歇性电源与负荷随机性的基于风险电量的微电网供电潜力评估方法,在此基础上建立了以恢复供电的负荷加权和尽可能大、孤岛数尽可能少、孤岛平均供电综合置信度水平尽可能高为目标函数的配电网孤岛划分优化模型;通过比较单目标方向寻优所得非劣解构成的Pareto解集与理想目标的满意度距离,建立了求解多目标优化问题的优化方法。算例表明所提多目标孤岛划分模型与方法能够得到较为满意的供电恢复方案。